1Center on Frontiers of Computing Studies, Universidade de Pequim, Pequim 100871, China
2Escola de Ciência da Computação, Universidade de Pequim, Pequim 100871, China
3Laboratório Clarendon, Universidade de Oxford, Parks Road, Oxford OX1 3PU, Reino Unido
4Escola de Física, Universidade de Pequim, Pequim 100871, China
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Sumário
Algoritmos quânticos projetados para sistemas quânticos realistas de muitos corpos, como química e materiais, geralmente requerem um grande número de medições do hamiltoniano. Explorando ideias diferentes, como amostragem de importância, compatibilidade observável ou sombras clássicas de estados quânticos, diferentes esquemas de medição avançados foram propostos para reduzir significativamente o grande custo de medição. No entanto, os mecanismos subjacentes de redução de custos parecem distintos entre si, e como encontrar sistematicamente o esquema ideal continua a ser um desafio crítico. Aqui, abordamos este desafio propondo uma estrutura unificada de medições quânticas, incorporando métodos avançados de medição como casos especiais. A nossa estrutura permite-nos introduzir um esquema geral – medição de agrupamento sobreposto, que explora simultaneamente as vantagens da maioria dos métodos existentes. Uma compreensão intuitiva do esquema é particionar as medições em grupos sobrepostos, cada um consistindo em medições compatíveis. Fornecemos estratégias de agrupamento explícitas e verificamos numericamente seu desempenho para diferentes hamiltonianos moleculares com até 16 qubits. Nosso resultado numérico mostra melhorias significativas em relação aos esquemas existentes. Nosso trabalho abre caminho para medição quântica eficiente e processamento quântico rápido com dispositivos quânticos atuais e de curto prazo.
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Citado por
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